淺談深層水泥攪拌樁施工及質(zhì)量控制措施

陳 鋒 上海鐵路軌道交通開發(fā)有限公司

在鐵路路基工程施工中，處理淤泥、粉質(zhì)粘土等不良軟弱地基時，經(jīng)常采用深層攪拌樁進行復合地基加固處理。深層攪拌樁是一種加固軟土地基的新方法，是用水泥及少量添加劑就地與地基土體充分混合而成的"水泥土樁"。它主要特點是：工期比較合理，施工時低壓操作，安全可靠，少污染，無振動，無噪聲，對周圍環(huán)境及建筑物無不良影響。由于深層攪拌樁成樁工藝的特殊性，其施工工藝要求較高，掌握不好容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此施工質(zhì)量及處理效果受到人們的普遍關(guān)注。

1 施工工藝

1.1 施工準備

（1）施工機械設(shè)備。根據(jù)水泥攪拌樁的設(shè)計根數(shù)、長度和工期，選用l-2臺STB-3型單頭深層水泥攪拌機，每臺攪

拌機配備灰漿拌和機l臺，UBJ-1.8

C1型擠壓式灰漿泵1臺以及相應的起吊和導向裝置、電氣控制盤。水泥漿泵站離深層攪拌機應小于50m，越近越好。

（2）施工勞動組織。攪拌機每個臺班由8-l0人組成。

（3）場地三通一平。開工前把水、電接入工地，一般1臺深層水泥攪拌機需用60kW，2臺需用l00kW；供水壓力必須達到 6-l0kg／cm2；臨時便道要修通；場地要平整；有河溝的要做圍堰，排除積水，鋪滿片石。

（4）測定樁位。機械設(shè)備進場前，要測定樁基軸線、定位點和水準點，樁位要進行編號，以便順序施工。

1.2 漿液配置與輸送

（1）配合比。深層攪拌的漿液以425#普通硅酸鹽水泥為主配制，水泥用量為水泥濕土重的12%-15% (Y=l.8t／m3，水灰比 0.45-0.50），另摻木質(zhì)素磺酸鈣減水劑(為水泥重量的0.2%)，石膏摻量為水泥重量的2%。

（2）配制與輸送。攪拌灰漿時，應先加水，然后按水泥、減水劑、石膏順序投料，每次灰漿攪拌時間不得少于2min，應將水泥漿充分拌勻。水泥漿從灰漿拌和機倒人集料斗時，必須過濾篩，把水泥硬塊剔出。集料斗的容量一般為0.2m3，就可以保證一定的余量.不會因漿液供應不足而斷樁，也不會因漿液過多產(chǎn)生沉淀而引起漿液濃度不足。

1.3 深層攪拌施工

（1）設(shè)備就位。攪拌機的鉆桿須垂直并對準樁位。

（2）第一次鉆進。在確認漿液從攪拌的出漿口噴出后，方可啟動攪拌機，以60r／min 的轉(zhuǎn)速和 1m／min 的鉆進速度，順時針方向邊鉆邊注漿，直至設(shè)計樁長，再繼續(xù)噴漿15min后停泵，改逆時針方向攪拌提升至設(shè)計樁頂。

（3）第二次鉆進。以同樣方式再次順時針方向鉆進注漿。停止注漿的位置以水泥用量達到每根樁設(shè)計用量為準，但不能影響攪拌機的繼續(xù)鉆人，直至復攪到設(shè)計樁長后，改逆時針方向攪拌提升至攪拌頭露出地面。

（4）兩次循環(huán)鉆進成樁。經(jīng)過上下兩次循環(huán)鉆進提升，使水泥漿在樁孔內(nèi)攪拌4次，最后把一個直徑500mm、厚10mm、中間留有l(wèi)00mm孔的圓形鋼板置于樁頂，用攪拌頭向下壓20～30cm，此樁完成作業(yè)。然后，移機到下一樁位施工。

1.4 質(zhì)量控制

（1）嚴格控制水灰比，須用計量容量配制漿液。

（2）攪拌桿的垂直偏差不得超過1%，樁機與樁位的對中誤差不得大于2cm，成樁后的樁位偏差不得大于8cm。

（3）樁澆筑后7天之內(nèi)不得開挖基坑，并禁止使用機械挖掘，樁頭要小心整理，不得用重錘敲擊，樁頭應整平，并高出基底標高2～3cm。

2 深層攪拌樁的施工控制措施

施工過程的監(jiān)控和管理是成樁質(zhì)量的關(guān)鍵所在。經(jīng)過工程實踐筆者認為施工過程的質(zhì)量監(jiān)控要點主要有以下幾個具體的控制措施：

（1）項目部指派專人負責施工，全過程旁站水泥攪拌樁施工過程。所有施工機械均應編號，應將現(xiàn)場技術(shù)員、鉆機長、現(xiàn)場負責人、水泥攪拌樁樁長及樁距等制成標牌懸掛于鉆機明顯處，確保人員到位，責任到人。

（2）水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。

（3）為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。

（4）對每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數(shù)。

（5）為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設(shè)計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場應配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時抽查水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計要求。

（6）水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量4.625kg及高效減水劑0.5%。

（7）水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1／2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。

（8）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30s，進行磨樁端；余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30s。

（9）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。儲漿罐內(nèi)的儲漿應不小于一根樁的用量加50kg。若儲漿量小于上述重量，不得進行下一根樁的施工。

（10）施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應按監(jiān)理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設(shè)計用量。如遇停電、機械故障以致噴漿中斷，應及時記錄中斷深度，在12h內(nèi)采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內(nèi)。補噴重疊段應大于l00cm，超過12h應采取補樁措施。

（11）現(xiàn)場施工人員應認真填寫施工原始記錄，內(nèi)容包括：a.施工樁號，施工日期，天氣情況；b.噴漿深度，停漿標高；c.灰漿泵壓力，管道壓力；d.鉆機轉(zhuǎn)速；e.鉆進速度，提升速度；f.漿液量；g.每米噴漿量和外摻劑用量；h.復攪深度。

3 深層水泥攪拌樁施工常見問題及處理

（1）噴漿阻塞：原因可能是水泥受潮結(jié)塊或制漿池濾網(wǎng)破損或清漿不徹底。處理措施應改善現(xiàn)場水泥存儲環(huán)境及時清渣并時常檢查濾網(wǎng)破損狀況。

（2）噴漿不足：原因可能是輸漿管彎折、外壓、泄漏或輸漿管道過長，沿程壓力損失大。處理措施應及時檢查、維護管道并選擇適當?shù)奈恢瞄_挖制漿池。當場地條件不具備時，可適當調(diào)增泵送壓力。

（3）進尺受阻：可能因地下存有尚未清除的孤石、樹根或其它。處理措施應停機排除障礙或移位。

（4）速度失穩(wěn)：可能因設(shè)備自身控制系統(tǒng)問題或機組人員操作不規(guī)范、不熟練。處理措施是做到不合要求的設(shè)備不得進場，制定完善明確的責任制并做好崗前培訓。

4 施工后的質(zhì)量檢測控制

4.1 樁的質(zhì)量檢測

（1）輕型動力觸探（N10）檢測：施工單位按照5%的檢測頻率，在成樁后1-3天內(nèi)，采用輕型動力觸探（N10）檢測樁身強度。根據(jù)N10貫入30cm的錘擊數(shù)來判定樁上部強度是否合格，如大于等于設(shè)計給定錘擊數(shù)則認為樁的上部強度合格。否則不合格。

（2）抽芯取樣檢測：在成樁28d后采用抽芯取樣檢測，可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況，樁身的長度、強度和完整性。

4.2 樁的質(zhì)量評定

(1)單樁評定

Ⅰ類樁

a.樁長、樁徑滿足設(shè)計要求，整體噴漿均勻，無斷漿現(xiàn)象。

b.復攪段的樁芯完整且連續(xù)，呈柱狀，復攪段以下能取出完整的柱狀芯樣。

c.樁身上、中、下段強度均滿足設(shè)計要求。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。

Ⅱ類樁

a.樁長達到設(shè)計要求，整樁噴漿局部不均勻，但無斷漿現(xiàn)象。

b.復攪段的芯樣大部分完整，呈現(xiàn)柱狀，可制成等高試件做無側(cè)限抗壓強度試驗，局部松散呈塊片狀；復攪段以下，能取出芯樣，芯樣不完整，呈可塑狀。

c.復攪段強度滿足設(shè)計要求，復攪段以下有一定的強度。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%；當取芯率小于65%時，標貫擊數(shù)須大于設(shè)計要求。

Ⅲ類樁

a.樁長達不到設(shè)計要求。

b.樁體噴漿不均勻，有斷漿現(xiàn)象。

c.復攪段的芯樣松散無粘聚，大部分呈塊片狀，不能制成等高試件。

d.復攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣。

所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%；且標貫擊數(shù)小于設(shè)計要求。

其中：I類為優(yōu)良樁，II類為合格樁，III類為不合格樁。

(2)復合地基承載力評定

復合地基承載力必須滿足設(shè)計要求。

(3)綜合評定

單樁評定均為II類樁以上，其中I類樁占85%以上，且復合地基承載力滿足設(shè)計要求，其它指標合格，評定為優(yōu)良；單樁評定均為II類樁以上，其中I類樁占60%以上，且復合地基承載力滿足設(shè)計要求，其它指標合格，評定為合格。

5 結(jié)束語

軟弱地基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物覆蓋，便構(gòu)成隱患且難以檢查補救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴格施工過程的管理非常重要，這樣才能確保工程質(zhì)量。施工質(zhì)量控制是一項細致的技術(shù)工作，建立施工班組自檢互檢，技術(shù)負責人抽檢和配合監(jiān)理旁站監(jiān)督的質(zhì)量保證體系是一個很好的質(zhì)量控制措施。